[发明专利]一种数据采样方法及用于数据采样的合并单元

说明书

本发明提供了一种数据采样方法及用于数据采样的合并单元，该方法首先对两路AD数据进行校验，校验通过，则对两组数据分别以正反码的格式进行传输；然后对正反码数据分别进行解析，如果数据有效，将数据存储到数据缓冲区；然后由两条独立的逻辑通道进行重采样，并将重采样后的数据存储到数据缓冲区；最后将数据缓冲区的数据发送给CPU，由CPU对数据进行校验、解析，然后对正反码数据互校验，以上校验全部通过后，将数据发送给保护装置。本发明降低了为了保证数据传输可靠性采用双配置的合并单元的硬件成本，并实现了采样数据的双逻辑通道传输，同时提高了合并单元在高温、强电磁干扰等恶劣环境的采样可靠性。

技术领域

本发明属于提高智能变电站合并单元可靠采样的设计方法领域，特别涉及一种数据采样方法及用于数据采样的合并单元。

背景技术

合并单元是模拟式和电子式互感器与二次保护控制设备接口的重要组成部分，它对电子式电流、电压互感器通过采集器输出的数字量进行合并和处理，也可以直接对模拟式互感器输出的模拟量进行转换后进行合并处理，按IEC 61850-9-2标准转换成以太网数据，再通过光纤输出到过程层网络或相关的智能电子设备。合并单元是智能变电站的数据源，也是间隔层设备运行的驱动器，装置的稳定性、采集数据的精度都是智能变电站稳定运行的基础。由于在智能变电站中合并单元设备所处的关键位置和重要功能，它的损坏或误动作将会直接导致保护装置闭锁或者误动作，间接导致停电或误送电，引起灾难性后果。

另一方面，合并单元等过程层设备在变电站中处于一次设备和二次系统的结合部，均按照分布式和就地化方案安装在一次设备旁的智能组件柜内。和主控室相比，组件柜的抗电磁干扰能力和温度调节能力要弱得多，加之组件柜直接安置在室外，距离一次设备很近，按照传统的电子设计方案的设备，在此环境下强干扰可能会直接触发芯片管脚状态或者改写内存数据，导致的误动几率将大大增加。提高抗干扰能力可以增加户外柜的厚度和体积，但是投入巨大，达到效果有限，因此更需要研究提高设备自身抗干扰能力。

综上所述，智能变电站对合并单元在高温、强电磁干扰等恶劣环境的采样可靠性要求极高，提高合并单元设备的采样可靠性是智能变电站产品设计的重点工作。

为防止电子式互感器采集错误及模数处理单元出错，《智能变电站继电保护技术规范》要求“电子式互感器内应由两路独立的采样系统进行采集，每路采样系统应采用双A/D系统接入MU，每个MU输出两路数字采样值由同一路通道进入一套保护装置，以满足双重化保护相互完全独立的要求”。这就要求每套电子互感器内应配置两个保护用传感元件，每个传感元件由两路独立的采样系统进行采集(双A/D系统)，两路采样系统数据通过同一通道输出至合并单元，由合并单元处理后发送给保护装置。该采样与合并过程中，除了A/D为双套冗余外，合并单元后端的处理为单线处理，软件故障和硬件异常都有可能会造成双AD出现一致的异常数据，导致保护误动。

在目前的智能变电站架构下，合并单元将双A/D数据通过一个光网口发送给保护装置。保护装置对这两路数据进行双A/D判别，即判断其幅值差和相角差是否在误差允许的范围之内。如果在误差允许的范围之内，则保护认为该组数据均正常，可以正常使用；若两路数据相差较大，则保护认为该组数据异常，保护不宜直接采用。

如果直接把合并单元改为双配置，完全实现硬件的冗余设计，虽然能够提高数据采集的可靠性，但是这种方案：一是会改变目前智能变电站的系统架构，增加网络传输通道和接口，间隔层的保护装置也需要相应双配置，给运行、维护和检修带来诸多不便；二是会增加设备数量和硬件成本，现场安装所需空间也会成倍增加，与目前国家发展新一代智能变电站“占地少、造价省、可靠性高”的要求不符。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据采样方法及用于数据采样的合并单元，用于解决现有方案为了实现数据采样可靠性大大增加成本的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种数据采样方法，包括七个方法方案：